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2020-2021学年高二物理粤教版选修3-1学案：1.4 电势和电势差 Word版含解析

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学案5 电势和电势差

[学习目标定位] 1.理解电势差的概念，理解电场力做功的特点，把握电场力做功与电势能变化的关系.2.理解电势、等势面的概念，知道电势差与电势的关系.3.会用UAB＝φA－φB及UAB＝WAB/q进行有关计算．

一、电势差

电场力的功与所移动电荷的电荷量的比值与电荷无关，它反映了电场自身在A、B两点的性质．我们定义这个比值为电场中A、B两点的电势差UAB＝WABq.在国际单位制中，电势差单位为伏特，简称伏，符号为V.

二、电势

1．假如在电场中选定一个参考点P，规定该点电势为零，则电场中任意一点A的电势，数值上等于把单位正电荷从A点移到参考点P时电场力所做的功．用φA表示A点的电势，则φA＝WAPq，电势的单位是伏特． 2．电场中任意两点A、B间的电势差可表示为UAB＝φA－φB.若UAB为正值，表示A点的电势比B点的电势高．若UAB为负值，表示A点的电势比B点电势低，电势只有大小，没有方向，是标量．

三、等势面

电场中电势相等的点构成的曲面叫做等势面，相邻等势面之间的电势差值相等时，等势面密集的地方，电场较强，等势面稀疏的地方电场较弱.

一、电场力做功的特点及其与电势能变化的关系

[问题设计]

1．如图1所示，摸索电荷q在电场强度为E的匀强电场中，(1)沿直线从A移动到B，电场力做的功为多少？(2)若q沿折线AMB从A点移动到B点，电场力做的功为多少？(3)若q沿任意曲线从A点移动到B点，电场力做的功为多少？据此可以得出什么结论？

图1

答案 (1)电场力F＝qE，电场力与位移夹角为θ，电场力对摸索电荷q做的功W＝F·|AB|cos θ＝qE·|AM|.

(2)在线段AM上电场力做的功W1＝qE·|AM|.在线段MB上电场力做的功W2＝0，总功W＝W1＋W2＝qE·|AM|.

(3)电荷在匀强电场中沿任意路径由A运动到B，电场力做功相同，为qE·|AM|.说明对同一电荷，电场力做功与路径无关，只与电荷的初末位置有关．

2．类比重力做功与重力势能变化的关系，电场力做正功，电势能如何变化？电场力做负功，电势能如何变化？电场力做功与电势能变化有怎样的数量关系？

答案 电场力做正功，电势能削减；电场力做负功，电势能增加．

电场力做功的值等于电势能的变化量，即：WAB＝EpA－EpB.

[要点提炼]

1．电场力做功的特点

电场力对某电荷所做的功，与该电荷的初末位置有关，与电荷经过的路径无关．

(1)虽然此结论从匀强电场中推导出来，但也适用于非匀强电场．

(2)电场力做功与重力做功相像，只要初末位置确定了，移动电荷做的功就是确定值．

2．电场力做功与电势能变化的关系

电场力做正功，电势能削减，削减的电势能等于电场力做的功．电场力做负功，电势能增加，增加的电势能等于克服电场力做的功，公式表达为WAB＝EpA－EpB.

[延长思考]

当正电荷顺着电场线运动时，电场力做什么功？电势能是增加还是削减？当负电荷顺着电场线运动时，电场力做什么功？电势能是增加还是削减？

答案 正电荷顺着电场线运动时，电场力做正功，电势能削减．负电荷顺着电场线运动时，电场力做负功，电势能增加．

二、电势

[问题设计]

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2020-2021学年高中物理第一单元静电场训练卷（二）新人教版选修3-1

2020-2021学年高中物理第一单元静电场训练卷（二）新人教版选修3-1

第一单元

静电场 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、单项选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)

1. 如图所示，在绝缘水平面上静止着两个质量均为m、电荷量均为+Q的物体A和B(A、B都可视为质点)，它们间的距离为r，与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体A受到的摩擦力为( )

A. μmg B. 0 C. 2Qkr D. 22Qkr

2. 用比值法概念物理量是物理学中一种常常利用的方式。下面三个物理量都是用比值法概念的，其中概念式不正确的是( )

A. 电容QCU B. 电场强度FEq

C. 电场强度2QEkr D. 电势pEq

3. 如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线别离表示电场线和等差等势线，Ea、Eb、Ec分别表示a、b、c三点电场强度大小，φa、φb、φc分别表示a、b、c三点电势高低，则( )

A. Ea＞Eb＞Ec，φa＞φb＞φc B. Ea＞Eb＞Ec，φa = φb＜φc

C. Ea＜Eb＜Ec，φa = φb＜φc

D. Ea＜Eb＜Ec，φa＞φb＞φc

4. 如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N别离为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是( )

A. M、N两点的电场强度相同

B. M、N两点的电势相等

C. 若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功

人教版2020-2021学年高二物理必修第三册第10章 静电场中的能量练习含答案

人教版2020-2021学年高二物理必修第三册第10章 静电场中的能量练习含答案

新教材人教版2020—2021学年高中物理必修第三册第10章 静电场中的能量练习含答案

（新教材）必修第三册第10章 静电场中的能量

1、如图所示，带正电的导体球A置于原来不带电的空腔导体球B内，a、c分别为导体A、B内的点，b为导体A和B之间的一点，下列说法正确的是( )

A．a、b、c三点的电势都相等

B．a点的电场强度为0，但电势最高

C．b点的电场强度为0，但电势大于0

D．a、b、c三点的电场强度均为0

2、两带电小球，电荷量分别为＋q和－q，固定在一长度为l的绝缘细杆的两端，置于电场强度为E的匀强电场中，杆与场强方向平行，其位置如图所示。若此杆绕过O点垂直于杆的轴线转过180°，则在此转动过程中电场力做的功为( )

A．0 B．qEl

C．2qEl D．πqEl

3、如图所示，在处于O点的点电荷＋Q形成的电场中，试探电荷＋q由A点移到B点静电力做的功为W1，以OA为半径画弧交OB于C，再把试探电荷由A点移到C点静电力做的功为W2；由C点移到B点静电力做的功为W3。则三次静电力做功的大小关系为( )

A．W1＝W2＝W3＜0 B．W1＞W2＝W3＞0

C．W1＝W3＞W2＝0 D．W3＞W1＝W2＝0

4、如图所示的匀强电场的电场强度为1.0×103 N/C，ab平行于电场线，ab＝cd＝4 cm，ac＝bd＝3 cm。则下述计算结果正确的是( )

A．a、b之间的电势差为40 V B．a、c之间的电势差为50 V

C．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿矩形路径abdca移动一周，电场力做的功是－0.25 J

D．将q＝－5×10－3 C的点电荷沿abd从a移到d，电场力做的功是0.25 J

5、平行板电容器保持与直流电源两极连接，充电结束后，电容器的电压为U，电荷量为Q，电容为C，极板间的电场强度为E。现将两极板间距离减小，则引起的变化是( )

A．Q变大 B．C变小

教科版高二物理选修3-1第2章 直流电路同步单元测试 含答案

教科版高二物理选修3-1第2章 直流电路同步单元测试 含答案

2020—2021教科版物理选修3—1第2章

直流电路含答案

教科版选修3—1第二章 直流电路

1、一只标有“4 V 3 W”的小灯泡，两端加上电压U，在U由0逐渐增加到4 V过程中，电压U和电流I的关系可用图像表示，在如图所示的四个图像中，符合实际的是(

)

A B

C D

2、两根材料相同的均匀导线x和y串联在电路中，两导线沿长度方向的电势变化情况分别如图中的ab段和bc段图线所示，则导线x和y的横截面积之比为( )

A．2∶1

B．1∶2

C．6∶1 D．1∶6

3、两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，则电压表的示数为8 V，如果他把此电压表改接在R2的两端，则电压表的示数将( )

A．小于4 V B．等于4 V

C．大于4 V，小于8 V D．大于或等于8 V

4、(双选)电源、开关S、定值电阻R1、R2、光敏电阻R3和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻R3

时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点，当用强光照射光敏电阻R3时，光敏电阻的阻值变小，则( )

A．液滴向下运动 B．液滴向上运动

C．电容器所带电荷量减少 D．电容器两极板间电压变大

5、额定电压为4.0 V的直流电动机的线圈电阻为1.0 Ω，正常工作时，电动机线圈每秒产生的热量为4.0 J，下列计算结果正确的是( )

A．电动机正常工作时的电流强度为4.0 A

B．电动机正常工作时的输出功率为8.0 W

C．电动机每分钟将电能转化成机械能为240.0 J

D．电动机正常工作时的输入功率为4.0 W

6、如图为含逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射光敏电阻时，其阻值R′将变得远小于R.当光照射光敏电阻时，则( )

2022年人教版高中物理必修第三册同步培优第十章静电场中的能量第2节电势差

2022年人教版高中物理必修第三册同步培优第十章静电场中的能量第2节电势差

第十章 2

合格考训练25分钟·满分60分

一、选择题(本题共6小题，每题7分，共42分)

1．(2021·上海市金山中学高二上学期期中)关于电势差和电场力做功的说法中，正确的是( B )

A．电势差是矢量，电场力做的功是标量

B．在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零

C．在两点间被移动的电荷的电荷量越少，则两点间的电势差越大

D．在两点间移动电荷时，电场力做正功，则两点间的电势差大于零

解析：电势差是标量，电场力做功也是标量。故A错误；根据UAB＝WABq知，在两点间移动电荷，电场力不做功，则两点间的电势差为零。故B正确；两点间的电势差与移动的电荷量无关，由电场本身决定。故C错误；根据UAB＝WABq知，电场力做正功，电势差不一定大于零，若电荷带负电，电势差小于零。故D错误。

2．如图所示，正点电荷电场中有A、B两点，将一电荷量为q＝＋3.2×10－19 C的试探电荷从电场中的A点移至B点，电场力做功为W＝6.4×10－20 J，则A、B两点间的电势差U等于( B )

A．0.5 V B．0.2 V

C．5 V D．2 V

解析：UAB＝WABq＝6.4×10－203.2×10－19 V＝0.2 V，所以选项A、C、D错误，选项B正确。

3．(2021·广东实验中学高二上学期期中)在电场中A、B两点间的电势差为UAB＝75 V，B、C两点间的电势差为UBC＝－200 V，则A、B、C三点电势高低关系为( C )

A．φA＞φB＞φC B．φA＜φC＜φB

C．φC＞φA＞φB D．φC＞φB＞φA

解析：由题意，UAB＝φA－φB＝75 V，则得：φA＞φB；UBC＝φB－φC＝－200 V，则得：φB＜φC；又UAC＝UAB＋UBC＝(75－200) V＝－125 V，则得：φA＜φC；故有：φC＞φA＞φB；故A、B、D错误，C正确。故选C。 4．(2021·北京人大附中高一下学期检测)一匀强电场的方向平行于xOy平面，已知平面内的O、a、b、c四点电势分别为1 V、10 V、17 V、26 V。则可知( D )